Organi e cellule -...

Cellule dell’immunità innata: monociti/macrofagi, granulociti, cellule dendritiche e cellule NK.

Argomento della lezione

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Organi linfoidi: primari e secondari o periferici.

EMATOPOIESI

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I fagociti intervengono quando si verifica un’infiammazione

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Monociti/MacrofagiI monociti hanno un diametro più piccolo

(12-15 µµµµm) con un nucleo a forma di rene,

disposto eccentricamente, e un citoplasma

contenente granuli azzurrofili (piccoli e

grandi) e vacuoli.

I macrofagi sono cellule grandi, di forma

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I macrofagi sono cellule grandi, di forma

irregolare (diametro di 25-50 µµµµm) con un

nucleo tondo o a forma di rene, con uno o due

nucleoli e con un citoplasma abbondante

contenente un evidente reticolo di Golgi,

vacuoli e numerosi granuli azzurrofili di

notevoli dimensioni. Ha capacità fagocitiche e

il loro marker identificativo è il CD14 e il

CD68.

Funzione dei macrofagi�I macrofagi sono cellule specializzate nell’inglobare ed eliminare leparticelle estranee, come batteri, virus, funghi, cellule morte, tramite unprocesso, detto fagocitosi, utilizzando perlopiù i recettori per le opsonine(Ab, complemento) o recettori diversi (PRR), come per es. i recettori per ilmannosio, per LPS, i recettori scavengers e TLR;

�I macrofagi secernono e rispondono ad una grande varietà di mediatoriinfiammatori ed hanno un ruolo centrale nell’infiammazione acuta ecronica;

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�I macrofagi secernono particolari molecole di segnale, dette citochine cheattivano l’infiammazione e la risposta immune specifica;

cronica;

�I macrofagi secernono proteasi e diversi fattori di crescita, importantinelrimodellamento e riparazione del tessuto danneggiato.

�I macrofagi possono presentare gli Ag ai linfociti T, attivando la rispostaimmune specifica;

Funzione dei macrofagi

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NeutrofiliI neutrofili, chiamati anche PMN (polymorphonuclear

neutrophil leucocytes), rappresentano il 40-70% del

pool leucocitario circolante. Sono caratterizzati dalla

presenza di un nucleo segmentato in 3-5 lobuli e di un

citoplasma ricco di granuli di due tipi, primari e

secondari o azzurrofili. I primi sono grandi e

contengono enzimi proteolitici , NADPH ossidasi,

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contengono enzimi proteolitici , NADPH ossidasi,

lisozima e mieloperossidasi. I granuli secondari sono

più piccoli e contengono lattoferrina , collagenase,

cofattori della NADPH ossidasi, defensine, lisozima. I

neutrofili sono le prime cellule che rispondono agli

stimoli chemiotattici e che raggiungono il sito

dell’infiammazione. Sono specializzati nell’uccisione

dei batteri extracellulari . Il loro marker identificativo

è il CD66.

Cellule dendritiche

Ralph M. Steinmanidentificò le cellule dendritiche per laprima volta nel 1973 nella milza di

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prima volta nel 1973 nella milza diuna cavia da laboratorio.Ha ricevuto il premio nobel per lamedicina nell’anno 2011 per lascoperta delle cellule dendritiche edel loro ruolo nell’attivazionedell’immunità acquisita e soprattuttonell’attivazione delle cellule T.

Cellule dendritiche

Le cellule dendritiche sono caratterizzate dalla presenza di prolungamenti ramificati

del citoplasma. Si distinguono in diversi tipi cellulari con funzionidifferenti:

1. Cellule dendritiche (convenzionali) esprimono i recettori PRR, processano epresentano gli antigeni proteici ailinfociti T helper CD4+ e sono:

� Cellule di Langerhans disseminate lungo tutta l'epidermide (captano gli antigeniche entrano attraverso la barriera cutanea e li trasportano nei linfonodi drenanti);sono definite “immature”, in quanto non sono capaci di stimolare i linfociti T;

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� Cellule dendritiche interdigitate, presenti nelle aree T dei linfonodi e della milza;� Cellule dendritiche interstiziali , presenti nei tessuti di molti organi.2. Cellule dendritiche (plasmocitoide)esprimono i recettori PRR, specializzata nella

risposta contro le infezioni virali e nella produzione di Interferon di tipo I

3. Cellule follicolari dendritiche, presenti nei centri germinativi dei follicoli linfaticilinfonodali e splenici, nonché nei tessuti linfoidi associati alle mucose(zone B), chetrattengono i complessi antigene-anticorpo.

Cellule di Langherans

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Captazione degli antigeni da parte delle cellule dendritiche

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FAGOCITOSI

La fagocitosi si svolge in quattro fasi:

1. Chemiotassi. La chemiotassi consiste nell'induzione della

migrazione di alcune cellule, capaci di rispondere a

determinate sostanze (fattori o sostanze chemiotattiche),

verso la direzione ove queste sostanzehanno la maggiore

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verso la direzione ove queste sostanzehanno la maggiore

concentrazione.

2. Adesione al fagocita mediatadalle opsonine o dai recettoriaspecifici

Gli Ab (IgG, IgM) oframmenti del complemento(C3b), dette opsonine,ricoprono i microrganismi o

complemento

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ricoprono i microrganismi ole cellule e ne facilitanol’adesione alla membrana delmacrofago. L’adesione puòessere mediata da alcunirecettori, quali i recettori peril mannosio, per LPS o altrirecettori PRR.

3. Ingestione

Dopo l’adesione, il macrofagoemette delle estroflessioni(pseudopodi) intorno almicrorganismo e lo fagocita,formando il fagosoma.

4. Distruzione

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Nei citoplasma il fagosoma siunisce al lisosoma, formando ilfagolisosoma.

Le sostanze in esso presenti,insieme ai metaboliti intermedidell’ossigeno, uccidono tutti imicrorganismi.

Meccanismi di uccisione intracellulare dei fagociti

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Ossigeno-dipendenti Ossigeno-indipendenti

Mieloperossidasi-indipendente

Mieloperossidasi-dipendente

Mediatori della via ossigeno-indipendente

Molecole effettrici Funzioni

Proteine cationiche (catepsine) Danneggiano la membrana

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Proteine cationiche (catepsine) Danneggiano la membrana dei batteri

Lisozima Idrolizza i mucopeptidi della parete batterica

Lactoferrina Priva i batteri del ferro

Enzimi idrolitici (proteasi) Degradano I batteri

Via Ossigeno-dipendenteReazioni Mieloperossidasi-indipendente

Glucosio +NADP+

G-6-P-deidrogenasi + NADPH

Burst respiratorio

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2O2-+ H2O2 OH- + OH- + 1O2

G-6-P-deidrogenasi + NADPH

NADPH + O2

Cytochrome b558NADP++ O2

-

2O2-+ 2H+

Superossido dismutasiH2O2 + 1O2

Burst respiratorio

H2 O2 + Cl-

mieloperossidasiOCl- + H2O

Via Ossigeno-dipendente

Reazioni Mieloperossidasi-dipendenti

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H2O2 + 1O22 O2

-+ 2H+

Superossido dismutasi

mieloperossidasi

H2O + O2-2 H2O2

catalasi

2 OCL- + H2O1O2 + Cl-+ H2O

Fagocitosi ed uccisione intracellulare dei microbi

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iNOS2= ossido nitrico sintetasi

Le sostanze battericide prodotte dai fagociti

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Malattia granulomatosa cronica

Sindrome di Chediak-Higashi

Lisosomi

Fagocitosi

Patologie dovute a difettiva fagocitosi o difettiva produzione di ROI

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Fagocitosi

Malattia autosomica recessiva,con difettiva formazione delfagolisosoma, che porta ad unodiminuito killing intracellulare.Infezioni ricorrenti da piogeni,spesso fatali.E’ associata ad unvariabile grado di albinismo(fotofobia), colorito bianco dellapelle e problemi neurologici

Malattia autosomica recessiva (40%)o legata al cromosoma X (60%).Diminuito killing intracellulare perdifettiva formazione dei metabolitiintermedi dell’ossigeno a causa di unamutazione del gene che codifica peruna subunità del citocromo b558.Infezioni croniche da batteriintracellulari che possono portare allaformazioni dei granulomi.

Basofili e mastcellule

I basofili si trovano nel sangue

(<1%), mentre nei tessuti si

trovano le mastcellule.

Ambedue le cellule presentano

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nel citoplasma numerosi

granuli di colore azzurro,

contenenti istamina e sostanze

farmacologicamente attive, le

quali sono causa dei sintomi

dell’ipersensibilità immediata.

Eosinofili

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Gli eosinofili sono cellule presenti nel sangue (1-6%) e nei tessuti.

Sono caratterizzate da un nucleo bilobato e dalla presenza nel

citoplasma di granuli, contenenti la proteina basica principale,

proteine cationiche, perossidasi, fosfatasi alcalina e sostanze anti-

infiammatorie, comel’istaminasi e l’arilsulfatasi . La loro produzione

è incrementata in risposta alle infestazioni parassitarie e in

condizioni allergiche.

Cellule Natural Killer (NK)

Le cellule NK umane sono

chiamate anche LGL (large

granular lymphocytes) ed hanno

un diametro di 12-15 µµµµm. Sono

presenti nel sangue e nei tessuti

periferici nella misura del 5-20%.

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periferici nella misura del 5-20%.

Non sono antigene-specifiche, e

svolgono un ruolo importante

nell’iniziale controllo dell’ infezioni

virali e dei tumori ; inoltre hanno

una funzione immunoregolatrice

con la produzione di citochine. Il

loro marker identificativo è il

CD56.

Cellule NKe una cellula tumorale

Le cellule NK e le infezioni virali

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Come fanno le cellule NK a distinguere una cellula sana da una

alterata e conseguentemente

non agire sulle prime e invece eliminare le

seconde?

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Le cellule NK hanno DUE TIPI DI RECETTORI,

uno ATTIVATORE e l’altro

INIBITORE

I Recettori INIBITORI:I Recettori INIBITORI:

I recettori inibitoriI recettori inibitori riconoscono riconoscono molecole MHC di molecole MHC di classe Iclasse Iespresseespresse sulle cellulesulle cellule integre ed inibiscono integre ed inibiscono

l’attività l’attività citoliticacitolitica delle cellule NK delle cellule NK

I recettori inibitori sono I recettori inibitori sono altamente polimorficialtamente polimorfici eericonosconoriconosconoii determinanti polimorfici espressi dalle determinanti polimorfici espressi dalle

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riconosconoriconosconoii determinanti polimorfici espressi dalle determinanti polimorfici espressi dalle molecole MHC di classe Imolecole MHC di classe I

Esistono due classi principali di recettori inibitori:Esistono due classi principali di recettori inibitori:

•• KIR (KIR (KillerKiller--cellcell IgIg--likelike ReceptorReceptor))

•• CD94/NKG2A (CD94/NKG2A (eterodimeroeterodimero))

Nel 1986 Nel 1986 KlasKlas KarreKarre propone la teoria del propone la teoria del MISSING MISSING SELFSELF

Le cellule infettate/trasformate presentano una Le cellule infettate/trasformate presentano una diminuita espressione delle molecole MHC di classe Idiminuita espressione delle molecole MHC di classe I

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diminuita espressione delle molecole MHC di classe Idiminuita espressione delle molecole MHC di classe I

Secondo questa teoria la Secondo questa teoria la diminuizionediminuizione delle molecole delle molecole MHC I MHC I attivaattiva nelle cellule NK i nelle cellule NK i recettori attivatorirecettori attivatori

Recettori attivatoriRecettori attivatori

FcFcγγRIIIa RIIIa (IgG1,3)(IgG1,3)ADCCADCC

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MHC MHC classe Iclasse I

Funzione dei recettori inibitori ed attivatori della cellula NKcellula NK

ORGANI LINFOIDI

PRIMARI O CENTRALI

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PRIMARI O CENTRALI

SECONDARI O PERIFERICI

ORGANI LINFATICI PRIMARI E SECONDARI

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ORGANI LINFOIDI PRIMARI O CENTRALI

MIDOLLO OSSEO(LINFOCITI B)

• BORSA DI FABRIZIO (uccelli) • FEGATO FETALE (feto)

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• FEGATO FETALE (feto)• MIDOLLO OSSEO (adulto)

ORGANI LINFOIDIPRIMARI O CENTRALI

TIMO(LINFOCITI T)

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ORGANI LINFOIDISECONDARI O PERIFERICI

• LINFONODI• MILZA• TESSUTO ASSOCIATO ALLE MUCOSE

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• TESSUTO ASSOCIATO ALLE MUCOSE

Gli organi linfoidi secondari NON sono solo centridi maturazione dei linfociti, ma sono il luogo doveessi vengono a contatto con gli antigeni e quindisono il luogo dove viene attivata la rispostaimmunitaria acquisita

Captazione degli antigeni

I microrganismi penetrati attraverso

l’epitelio sono catturati dalle cellule

presentanti l’antigene (APC) ivi

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l’antigene (APC) ivi residenti ed entrano nei vasi linfatici o sanguigni, che li trasportano agli organi linfoidi

periferici.

Il sistema linfatico e linfonodi

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LINFONODO

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Nella corteccia sono presenti i follicoli provvisti di un centrogerminativo, principale sede dei linfociti B.Le zone paracorticali sono invece sede dei linfociti T.Nella zona midollare si trovano prevalentemente le plasmacellule chesintetizzano le immunoglobuline.

Distribuzione dei linfociti B e T nel linfonodo

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MILZA

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Il parenchima della milza presenta aree distinguibili in:POLPA BIANCA , costituita da aggregati linfoidi distribuiti nella POLPA ROSSA , cherappresenta la maggior parte del parenchima, molto vascolarizzata.Le due zone del parenchima splenico, sono in rapporto alle due principali funzioniche svolge la milza :�la polpa bianca : organo linfopoietico è ricca di linfociti B e T,�la polpa rossa : organo emocateretico è ricca di macrofagi e costituisce un luogo didistruzione di cellule del sangue, principalmente eritrociti.La milza rappresenta anche un importante serbatorio di sangue per la presenza di unacomplessa rete di vasi e seni vascolari.

�Follicoli linfatici isolati (presenti nella lamina propria dell’intestino)

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�Tessuto linfatico diffuso(presenti nella lamina propria dell’apparato digerente e respiratorio)

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I tre livelli di organizzazione nel GALT

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Organizzazione della placca di Peyer

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Captazione dell’Ag da parte delle cellule M

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Le cellule dendritiche sono abbondanti nella lamina propria

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Cellule dell’epitelio e della lamina propria della mucosa intestinale

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